KR20150026866A

KR20150026866A - 형광 검출기를 포함하는 안과용 장치를 형성하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20150026866A
Application number: KR20140110512A
Authority: KR
Inventors: 랜달 비. 퓨; 프레드릭 에이. 플릿시
Original assignee: 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2015-03-11
Also published as: AU2014215984A1; RU2596723C2; TWI615655B; SG10201403682UA; HK1207691A1; CA2857730A1; JP6456628B2; SG10201703413XA; BR102014021384A2; IL233546B; EP2843461A1; CN104423065A; JP2015045864A; RU2014135150A; AU2014215984B2; HK1204080A1; TW201518802A; US20150065824A1

Abstract

형광 기반 분석 요소들을 상부에 또는 내부에 갖는 매체 삽입체를 갖는 안과용 장치가 소정의 성분들에 대하여 유체를 분석 및 모니터링하는 데에 이용될 수 있다. 형광 기반 분석 요소들에 기초한 능동형 안과용 장치를 위한 방법 및 장치가 또한 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 형광 기반 분석 요소들은 유체 샘플 내의 포도당과 같은 분석물을 분석하는 데에 유용할 수 있다.

Description

형광 검출기를 포함하는 안과용 장치를 형성하는 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS TO FORM OPHTHALMIC DEVICES INCORPORATING FLUORESCENCE DETECTORS}

본 발명은 상부에 또는 내부에 형광 검출기(fluorescence detector)를 갖는 안과용 장치에 관한 것이다. 본 안과용 장치는 눈 환경에서의 유체 내의 분석물(analyte)을 분석하기 위해 사용될 수 있다.

전통적으로, 콘택트 렌즈(contact lens), 안내 렌즈(intraocular lens) 또는 누점 마개(punctal plug)와 같은 안과용 장치는 교정, 미용 또는 치료 특성을 갖는 생체적합성 장치를 포함하였다. 콘택트 렌즈는, 예를 들어 시력 교정 기능, 미용 증진, 및/또는 치료 효과 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 각각의 기능은 렌즈의 물리적 특징에 의해 제공된다. 렌즈에 굴절 품질을 포함시키는 설계는 시력 교정 기능을 제공할 수 있다. 렌즈에 통합된 착색이 미용 증진을 제공할 수 있다. 렌즈에 포함된 활성제는 치료 기능성을 제공할 수 있다. 그러한 물리적 특징은 렌즈가 동력공급된 상태(energized state)가 되지 않고서도 이루어진다. 안과용 장치는 전통적으로 수동형 장치였다.

동력공급식 안과용 삽입체들에 기초하는 신규한 안과용 장치들이 최근에 기술되었다. 이러한 장치들은 동력공급 기능을 사용하여 능동 광학 구성요소들에 급전할 수 있다.

관련 분야에서, 눈 조직 내에 이식되는 최근에 개발된 포도당 검출 장치들이 기술되어 있다. 이러한 장치들 및 향후의 대안예들은 탐침(probe) 부근에서의 포도당 농도에 민감한 공명 신호를 생성하기 위해서 푀르스터 공명 에너지 전달(F

rster resonance energy transfer, FRET) 탐침을 이용할 수 있다. 예시적인 장치들은 눈 환경에서의 간질 유체(Insterstitial Fluid, ISF) 내의 포도당 농도를 탐침 검사하기 위해 눈 내의 비교적 투명한 조직 내에 배치되는 임플란트들을 포함할 수 있다.

이들 장치들 중 일부는 핸드헬드(handheld) 형광 검출기들에 의해 탐침 검사된다. 형광 검출기 배열들을 포함하는 콘택트 렌즈들은 포도당 농도를 검출하기 위한 편리하고 개선된 수단을 제공할 수 있다. 그러므로, 포도당 수준을 분석하기 위한 동력공급식 형광 검출기들이 통합될 수 있는 안과용 장치들을 설계하는 것이 유용할 수 있다.

본 발명에 따른 형광 검출기들을 포함하는 안과용 장치들은 위에서 간략히 기술된 바와 같은 종래 기술과 연관된 단점들을 극복한다. 따라서, 본 발명은 형광 분석기 구성요소를 포함하는 봉지된 매체 삽입체(encapsulated media insert)를 포함한다.

일부 예시적인 실시예들에서, 밀봉형 구성요소 공동(sealed component cavity)을 내부에 포함하는 환형 매체 삽입체를 포함하는 안과용 렌즈 매체 삽입체 장치가 형성될 수 있다. 환형 매체 삽입체는 서로 결합되는 전방 환형 삽입체 피스(front annular insert piece)와 후방(rear) 환형 삽입체 피스로 형성될 수 있다. 후방 환형 삽입체 피스는 후위(back) 환형 삽입체 피스로서 동등하게 지칭될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에 있어서, 전방 환형 삽입체 피스는 후방 환형 삽입체 피스에 대해 밀봉될 수 있다. 밀봉은 다양한 방식들 및 위치들에서 일어날 수 있으며, 일부 예시적인 실시예들에서 내측 환형 밀봉 위치와 외측 환형 밀봉 위치 둘 모두가 형성되어 밀봉될 수 있다. 환형 매체 삽입체가 그러한 방식으로 밀봉되는 경우, 다양한 밀봉부들과 환형 전방 삽입체 피스 및 환형 후방 삽입체 피스 사이의 영역은 다양한 구성요소들이 위치될 수 있는 공동일 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 에너지원이 환형 매체 삽입체 내부의 밀봉형 구성요소 공동 내에 위치될 수 있는 구성요소일 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 에너지원은 밀봉형 구성요소 공동의 외부에 또는 부분적으로 외부에 위치될 수 있지만, 밀봉된 공동 내부의 구성요소들과 전기적 접속을 이루는 능력을 가질 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 안과용 렌즈 매체 삽입체 장치는 또한 밀봉형 구성요소 공동 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있는 상호접속부들을 포함할 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 전자 회로가 밀봉형 구성요소 공동 내부에 위치될 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 재료의 탭(tab)이 전방 환형 삽입체 피스, 또는 후방 또는 후위 환형 삽입체 피스 중의 환형 삽입체 피스로부터 또는 이들 중 어느 것에 연결된 특징부로서 돌출될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 탭은 환형 삽입체 피스의 표면의 적어도 일부분들을 따라 형광 분석 구성요소를 지지할 수 있다. 표면 부분들은 일부 예시적인 실시예에서는 밀봉형 구성요소 공동의 외부에 위치될 수 있거나, 탭 영역 내부에 위치될 수 있거나 탭 영역에 연결될 수 있는 밀봉형 구성요소 공동 내부에 위치될 수 있다. 형광 분석 구성요소는 상호접속부들 중 일부에 연결될 수 있으며 환형 매체 삽입체 장치 내부의 전자 회로들과 전기 연통할 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 탭 영역은 전방 환형 표면 상에 형성될 수 있으며 또한 후방 또는 후위 환형 삽입체 피스 상에 형성될 수 있다. 형광 분석 구성요소는 후방 환형 삽입체 피스의 탭 영역 상에서 지지될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 형광 분석 구성요소는 전방 환형 삽입체 피스의 탭 영역 상에서 지지될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예들에서, 형광 분석 구성요소는 전방 환형 삽입체 피스와 후방 환형 삽입체 피스 중 하나 또는 둘 모두의 부근에 위치될 수 있지만, 어느 피스에도 직접적으로 부착될 수는 없다. 일부 예시적인 실시예들에서, 탭 영역은 전방 환형 삽입체 피스 또는 후방 환형 삽입체 피스 중 하나 상에만 형성될 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 안과용 콘택트 렌즈 장치가 환형 매체 삽입체 장치를 이용하여 형성될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 이전의 설명에 따른 매체 삽입체 장치는 눈 환경에서의 인간 조직과의 상호작용에 따를 수 있는 재료의 스커트 내부에서 봉지되거나 덮일 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 스커트는 하이드로겔 재료를 포함할 수 있다.

형광 탐침은 인간의 눈 환경의 조직에 근접하게 위치될 수 있으며, 따라서 그 환경에서 고정된 위치와 배향을 가질 수 있다. 형광 분석 구성요소가 형광 탐침과 올바르게 상호작용할 수 있도록 안과용 콘택트 렌즈 장치가 배향을 유지하는 것이 중요할 수 있다. 매체 삽입체를 덮거나 봉지하는 재료의 스커트는 콘택트 렌즈를 배향시키는 데에 유용할 수 있는 구조적인 특징부들을 포함할 수 있다. 안정화 특징부 또는 구역으로 지칭될 수 있는 이들 장치는 안과용 장치를 예를 들어 사용자의 안검들을 포함한 눈 환경과의 상호작용을 통해 올바른 배향으로 유지할 수 있다.

다양한 예시적인 형광 검출 실시예들은, 기능들을 제어하고, 분석 기능들을 수행하고, 데이터 및 유사한 그러한 기능들을 보유할 뿐만 아니라 형광 검출 장치의 외부에 위치된 전자 구성요소들, 수신기들 또는 송수신기들에 데이터를 전송하기 위한 전자 구성요소들을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 전사 구성요소들 중 일부 또는 모두는 적층된 집적형 구성요소 형태일 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 눈 유체 분석 시스템은 안과용 장치를 포함할 수 있다. 안과용 장치는 동력공급 요소들 또는 배터리들 포함할 수 있는데, 여기서 이 요소들은 안과용 장치의 일부분이다. 안과용 장치는 일부 예시적인 실시예들에서 사용자 눈의 눈 유체와 접촉해 있는 동안에 사용자에 의해 착용되기에 적합할 수 있다. 형광 분석 시스템은 에너지원 또는 에너지원들과 전기 연통할 수 있다. 형광 분석 시스템은 눈 환경에서 형광 신호를 측정하도록 작동 가능하게 구성될 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 형광 분석 탐침은 형광 분석 시스템을 포함하는 안과용 장치의 부분이 사용자의 눈 조직과 상호작용하는 방식으로 사용자의 눈 조직 내부에 위치될 수 있다. 형광 분석 탐침은 형광 분석 탐침을 둘러싸는 간질 조직 공간들 내에 위치되는 적어도 제1 화합물과 상호작용할 수 있다. 형광 분석 탐침은, 탐침이 상호작용하는 제1 화합물의 농도에 적어도 부분적으로 기초하여 탐침이 특징 신호를 방출하는 방식으로, 제1 화합물과 상호작용할 수 있다. 특징 신호의 방출은 형광 분석 시스템으로부터 수신할 수 있는 여기 신호(excitation signal)와의 상호작용에 의해 예측, 시동 및/또는 지원될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 장치 내의 전자 회로의 제어 하에서 형광 분석 시스템에 의해 광-기반 여기 신호가 발생될 수 있다. 광-기반 여기 신호는 형광 분석 탐침 내에 흡수될 수 있으며, 탐침은 형광 신호일 수 있는 특징 신호를 후속하여 방출할 수 있다. 전자 회로는 안과용 장치의 일부분 또는 일부를 형성할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 프로그램을 실행 가능할 수 있으며, 프로세서는 형광 분석 시스템에 의해 관측되는 형광 신호와 관련된 값들 또는 데이터를 저장 가능할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 프로세서는 신호를 유발시킬 수 있거나, 신호를 발생 또는 전송 또는 달리 출력하도록 구성될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 전송은 외부로부터 장치로 송신되는 신호의 전송을 수신하는 것에 기초하여 유발되거나 개시될 수 있다. 출력 신호는 저장된 값들을 전송 가능한 신호로 다양한 방식들로 인코딩할 수 있다.

또 일부 예시적인 실시예들에서, 프로그램을 실행 가능할 수 있는 프로세서는 사전-프로그래밍된 임계 값에 대하여 검출된 형광 신호를 평가할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예들에서, 임계 값은 외부 공급원으로부터의 전송으로부터 수신될 수 있다. 임계 값은 형광 신호 특성들에 의해 나타내어질 수 있는 하나 이상의 눈 유체 특성들과 관련될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 평가되어진 검출된 형광 신호가 임계 값과 관련된 한계 밖에 있는 경우에, 프로세서 또는 전자 회로는 신호 출력을 유발할 수 있다. 신호는 외부 송수신기 또는 수신기에 의해 수신될 수 있고, 일부 예시적인 실시예들에서 안과용 장치의 외부에서 경보나 다른 조치가 촉발되게 할 수 있다.

형광 검출기들을 포함하는 안과용 장치는 다양한 방식들로 이용될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 형광 분석 시스템을 포함하는 안과용 장치가 사용자에게 제공될 수 있다. 사용자는 예를 들어 콘택트 렌즈 장치로서 안과용 장치를 착용할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 안과용 콘택트 렌즈로부터 발생되는 전송이 안과용 장치의 외부에서 데이터 값으로 수신될 수 있다. 다시 말하면, 안과용 장치는 외부 장치와 일방향 또는 양방향 통신하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 특징들과 이점들은 첨부 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예들의 하기의 보다 구체적인 설명으로부터 명백할 것이다.
<도 1a 및 도 1b>
도 1a 및 도 1b는 동력공급식 안과용 장치를 위한 매체 삽입체의 예시적인 실시예 및 동력공급식 안과용 장치의 예시적 실시예를 도시하는 도면.
<도 2a 및 도 2b>
도 2a 및 도 2b는 예시적인 환형 삽입체를 도시하는 도면 및 지시된 위치에서의 단면도.
<도 3>
도 3은 동력공급식 전자 회로 요소와 전기 연통하는 주연 위치에 위치된 형광 센서를 갖는 매체 삽입체의 예시적인 실시예를 도시하는 도면.
<도 4a 및 도 4b>
도 4a 및 도 4b는 형광 센서를 포함하는 매체 삽입체를 갖는 안과용 콘택트 렌즈의 예시적인 실시예를 도시하는 도면으로서, 예시적 콘택트 렌즈의 다른 특징부들 또한 도시되어 있는 도면.
<도 5a 및 도 5b>
도 5a 및 도 5b는 분석물을 위한 예시적인 형광 탐침이 있는 예시적인 눈 환경을 도시하는 도면으로서, 눈 환경에서의 안과용 렌즈의 대응하는 오버레이(overlay)가 또한 도시되어 있는 도면.
<도 6>
도 6은 수신 유닛으로 정보를 무선 전송하는, 분석물을 위한 형광 탐침을 포함하는 눈 환경에서의 예시적인 안과용 렌즈를 도시하는 도면.
<도 7>
도 7은 안과용 장치 내에 통합된 형광 검출 요소들의 예시적인 적층형 다이 구현을 보여주는 도면.
<도 8>
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하는 데에 사용될 수 있는 프로세서를 보여주는 도면.

본 발명은 형광 탐침을 활성화시키고 탐침으로부터 형광 방출을 감지할 수 있는 감지 요소들을 갖는 안과용 장치에 관한 것이다. 하기 섹션에서, 본 발명의 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명이 주어진다. 바람직한 실시예 및 대안적인 실시예 둘 모두의 설명은 단지 예시적인 실시예이며, 당업자에게는 변형, 수정 및 변경이 명백할 수 있다는 것이 이해된다. 따라서, 예시적인 실시예는 근본적인 본 발명의 범주를 제한하지 않음을 이해하여야 한다.

용어

본 발명에 관한 설명 및 특허청구범위에서, 하기 정의가 적용될 다양한 용어들이 사용될 수 있다:

"유전체 상의 전기-습윤(Electro-wetting on Dielectric)" 또는 "EWOD": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 비혼화성 유체들 또는 액체들의 조합, 한정된 표면 자유 에너지를 갖는 표면 영역, 및 전기전위장이 존재하는 한 부류의 장치 또는 한 부류의 장치들의 부분들을 지칭한다. 전형적으로, 전기전위장은 표면 영역의 표면 자유 에너지를 변경할 것이며, 이는 표면 영역과의 비혼화성 유체들의 상호작용을 변경할 수 있다.

"동력공급된(Energized)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전류를 공급할 수 있거나 내부에 전기 에너지를 저장할 수 있는 상태를 지칭한다.

"에너지": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 일을 하는 물리적 시스템의 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 일을 행함에 있어서 전기적 작용들을 수행할 수 있는 능력에 관련될 수 있다.

"에너지원(Energy Source)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지를 공급할 수 있거나, 논리 또는 전기 장치로 하여금 동력공급 상태가 되게 할 수 있는 장치 또는 층을 지칭한다.

"에너지 하베스터(Energy Harvester)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 환경으로부터 에너지를 추출하여 이를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 장치를 지칭한다.

"형광 탐침(Fluorescent probe)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 탐침이 나타내는 형광 특성을 변경하도록 탐침의 환경과 상호작용하는 화학적 탐침을 지칭한다.

"형광 기반 분석": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 화학 기반 분석을 수행하는 데 있어서 형광 특성을 사용하는 것을 지칭한다.

"형광단(Fluorophore)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 광 여기 시 광을 재방출할 수 있는 다른 화학 화합물들과 결합되거나 조합될 수 있는 형광성 화학 화합물을 지칭한다.

"기능화된(Functionalized)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 층 또는 장치가 예를 들어 동력공급, 활성화, 또는 제어를 포함하는 기능을 수행할 수 있게 하는 것을 지칭한다.

"누설(Leakage)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지의 원치 않는 손실을 지칭한다.

"렌즈" 또는 "안과용 장치": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 눈 안에 또는 눈 위에 체류하는 임의의 장치를 지칭한다. 이러한 장치들은 광학 교정을 제공할 수 있거나, 미용적일 수 있거나, 눈과 무관한 기능성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 렌즈라는 용어는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈(overlay Lens), 안구 삽입체(ocular insert), 광학 삽입체, 또는 시력이 교정되거나 변경되게 하는 또는 시력을 방해함이 없이 눈 생리 기능이 미용적으로 향상되게 하는(예를 들어, 홍채 색상) 다른 유사한 장치를 지칭할 수 있다. 대안적으로, 렌즈는 예를 들어 포도당의 모니터링 또는 약품의 투여와 같은 비광학적 기능들을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 발명의 바람직한 렌즈는, 예를 들어 실리콘 하이드로겔 및 플루오로하이드로겔을 포함하는 실리콘 탄성중합체 또는 하이드로겔로 제조된 소프트 콘택트 렌즈이다.

"렌즈-형성 혼합물(Lens-forming mixture)" 또는 "반응성 혼합물(Reactive Mixture)" 또는 "반응성 단량체 혼합물(Reactive Monomer Mixture; RMM)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 경화 및 가교결합되거나 가교결합되어 안과용 렌즈를 형성할 수 있는 단량체 또는 예비중합체(prepolymer) 재료를 지칭한다. 다양한 실시예들은 하나 이상의 첨가제들, 예를 들어 UV 차단제, 틴트(tint), 광개시제 또는 촉매, 및 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈와 같은 안과용 렌즈에서 요구될 수 있는 다른 첨가제들을 갖는 렌즈-형성 혼합물들을 포함할 수 있다.

"렌즈-형성 표면(Lens-forming Surface)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 렌즈를 성형하는 데 사용되는 표면을 지칭한다. 일부 예시적인 실시예에서, 임의의 그러한 표면은 광학 품질의 표면 마무리를 가질 수 있는데, 이는 성형 표면과 접촉하는 렌즈 형성 재료의 중합에 의해 형성되는 렌즈 표면이 광학적으로 허용 가능하도록 표면이 형성되고 충분히 매끄럽다는 것을 나타낸다. 또한, 일부 실시예에서, 렌즈-형성 표면은 구면도수(spherical power), 비구면도수(aspherical power) 및 난시도수(cylinder power), 파면 수차 교정(wave front aberration correction), 각막 토포그래피 교정 등뿐만 아니라 이들의 임의의 조합을 포함한 원하는 광학적 특성들을 렌즈 표면에 부여하기 위해 필요한 기하학적 형상을 가질 수 있다.

"리튬 이온 전지": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 리튬 이온이 전지를 통해 이동하여 전기 에너지를 발생시키는 전기화학 전지를 지칭한다. 전형적으로 배터리로 불리는 이러한 전기화학 전지는 그의 전형적인 형태에서 동력이 재공급되거나 재충전될 수 있다.

"매체 삽입체(Media Insert)": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이는 동력공급식 안과용 장치 내에 포함될 봉지된 삽입체를 지칭한다. 동력공급 요소들 및 회로는 매체 삽입체 내에 통합될 수 있다. 매체 삽입체는 동력공급식 안과용 장치의 1차 목적을 한정한다. 예를 들어, 동력공급식 안과용 장치가 사용자가 광학 도수를 조정할 수 있게 하는 실시예에서, 매체 삽입체는 광학 구역 내의 액체 메니스커스 부분을 제어하는 동력공급 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 매체 삽입체는 광학 구역에 재료가 없도록 환형일 수 있다. 그러한 실시예들에서, 렌즈의 동력공급 기능은 광학적 품질인 것이 아니라, 예를 들어 포도당을 모니터링하거나 약품을 투여하는 것일 수 있다.

"금형": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 비경화된 제형으로부터 렌즈를 형성하기 위해 사용될 수 있는 강성 또는 반-강성 물체를 지칭한다. 일부 바람직한 금형은 전방 곡면 금형 부분품 및 후방 곡면 금형 부분품을 형성하는 2개의 금형 부분품을 포함한다.

"작동 모드": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 회로를 통하는 전류가 장치로 하여금 그의 주요한 동력공급되는 기능을 수행하게 하는 고전류 인출 상태를 지칭한다.

"광학 구역": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 렌즈의 착용자가 이를 통해 보는 안과용 렌즈의 영역을 지칭한다.

"동력": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단위 시간당 행해진 일 또는 전달된 에너지를 지칭한다.

"재충전 가능한" 또는 "재동력공급 가능한": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 더 높은 일 수행 능력을 갖는 상태로 복원되는 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도들은 소정의 재확립된 기간 동안 그리고 소정의 비율로 전류를 흐르게 하는 능력에 있어서 복원되는 능력에 관련될 수 있다.

"재동력공급하다" 또는 "재충전하다": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 일을 하기 위한 더 큰 능력을 갖는 상태를 복원시키는 것을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도들은 소정의 회복 주기 동안 그리고 소정의 비율로 전류를 흘리는 능력으로 장치를 복원하는 것에 관계될 수 있다.

"금형으로부터 이형": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 렌즈가 주형으로부터 완전히 분리되거나, 단지 느슨하게 부착되어 가볍게 뒤흔들거나 또는 스웝(swab)으로 밀어내어 제거될 수 있는 렌즈를 지칭한다.

"적층된": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 적어도 2개의 구성요소 층들을 서로 근접하게 배치하여 층들 중 하나의 일 표면의 적어도 일부분이 제2 층의 제1 표면과 접촉하게 하는 것을 의미한다. 일부 예시적인 실시예에서, 필름이 점착을 위해서든지 또는 다른 기능을 위해서든지 상기 필름을 통해 서로 접촉하는 2개의 층들 사이에 있을 수 있다.

"적층 집적 구성요소 장치(Stacked Integrated Component Devices)" 또는 "SIC 장치": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 각각의 층의 적어도 일부분을 서로 상하로 적층하는 것에 의해 전기적 및 전기기계적 장치들을 작동-통합된 장치 내로 포함시킬 수 있는, 기재(substrate)들의 얇은 층들을 조립하는 패키징 기술들의 제품들을 지칭한다. 층들은 다양한 유형, 재료, 형상, 및 크기의 구성요소 장치를 포함할 수 있다. 더욱이, 이 층들은 다양한 윤곽들에 맞춤되고 이를 취하도록 다양한 장치 제조 기술들로 제조될 수 있다.

"저장 모드": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전원이 최소의 설계 부하 전류를 공급하고 있거나 공급하는 것을 필요로 하는, 전자 구성요소들을 포함하는 시스템의 상태를 지칭한다. 이 용어는 대기 모드와 혼용되지 않는다.

"기재 삽입물": 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지 공급원을 안과용 렌즈 내에서 지지할 수 있는 성형성 또는 강성 기재를 지칭한다. 일부 예시적인 실시예에서, 기재 삽입물은 또한 하나 이상의 구성요소들을 지지한다.

동력공급식 안과용 장치

도 1a를 참조하면, 동력공급식 안과용 장치를 위한 매체 삽입체(100) 및 대응하는 동력공급식 안과용 장치(150)(도 1b) 의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 매체 삽입체(100)는 시력 교정을 제공하도록 기능할 수 있거나 기능하지 않을 수 있는 광학 구역(120)을 포함할 수 있다. 안과용 장치의 동력공급 기능이 시력과 무관한 경우, 매체 삽입체의 광학 구역(120)은 재료가 결여될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 매체 삽입체는 동력공급 요소(110)(전원)들 및 전자 구성요소(105)(부하)들이 통합된 기재(115)를 포함하는 광학 구역(120)에 있지 않는 부분을 포함할 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 전원(110), 예를 들어 배터리, 및 부하(105), 예를 들어 반도체 다이가 기재(115)에 부착될 수 있다. 도전성 트레이스(125, 130)들이 전자 구성요소(105)들과 동력공급 요소(110)들을 전기적으로 상호접속할 수 있다. 매체 삽입체는 동력공급 요소(110), 트레이스(125), 및 전자 구성요소(105)를 보호 및 수용하도록 완전히 봉지될 수 있다. 일부 예시적 실시예들에서, 봉지 재료는 예를 들어 물과 같은 특정 물질이 매체 삽입체로 유입되는 것을 방지하기 위해 그리고 주위 기체 또는 동력공급 요소 내의 반응 부산물과 같은 특정 물질이 매체 삽입체로 침투되거나 그로부터 배출되는 것을 허용하기 위해서 반투과성일 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 매체 삽입체(100)는 중합체 생체적합성 재료를 포함할 수 있는 안과용 장치(150) 내에 포함될 수 있다. 안과용 장치(150)는 강성 중심부, 연성 스커트 설계를 포함할 수 있는데, 중심부의 강성 광학 요소가 매체 삽입체(100)를 포함한다. 일부 특정 실시예들에서, 매체 삽입체(100)는 각각의 전방 표면 및 후방 표면 상에서 대기 및 각막 표면과 직접 접촉할 수 있거나, 대안적으로 매체 삽입체(100)는 안과용 장치(150) 내에 봉지될 수 있다. 안과용 장치 또는 렌즈(150)의 주연부(155)는 예를 들어 하이드로겔 재료를 포함하는 연성 스커트 재료일 수 있다. 매체 삽입체(100) 및 안과용 장치(150)의 기반구조는 형광 기반 분석 요소들에 의한 유체 샘플 처리를 수반하는 많은 실시예들을 위한 환경을 제공할 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 환형 형태의 예시적인 다중-피스 삽입체(200)의 도면이 평면도인 도 2a와 단면도인 도 2b 둘 모두에 도시되어 있다. 삽입체(200)는 재료가 없는 중심 광학 구역 주위에 재료의 링을 갖는 환형 삽입체이다. 환형 삽입체(200)는 아이템(220)으로 나타내어진 바와 같은 외부 범위 및 아이템(230)의 내부 환형 에지를 포함한다. 삽입체(200) 내에 포함된 것으로는 동력공급 요소들, 다양한 종류의 상호접속 특징부들 및 전자 회로 요소들을 볼 수 있다.

도면 부호 290의 파선은 단면 방향을 나타낸다. 도 2b의 상세 사항에서, 도면 부호 290으로 나타낸 바와 같이, 파선 방향을 따른 단면이다. 단면은 삽입체(200)가 전방 삽입체 피스(291)와 후방 삽입체 피스(292)의 조합일 수 있음을 나타낸다. 환형체의 다양한 표면들을 따라 이들 2개의 피스들을 결합 및 밀봉시키는 다양한 수단이 정해질 수 있으며, 예시적인 밀봉 설계가 도시되어 있다. 또한 봉지된 위치에 도시된 것은 상호접속 요소들과 접속된 집적 회로 요소(293)일 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 후방 삽입체 피스(292)는 집적 회로(293)의 구역에서 간극을 가질 수 있다. 이들 예시적인 실시예들에서, 집적 회로(293)는 삽입체 피스의 섭동 양상(perturbing aspect) 없이 방출을 감지할 수 있다면 개선된 방식으로 기능할 수 있는 센서를 포함할 수 있다.

분석물 분석을 위한 형광 기반 탐침 요소

다양한 유형의 분석물들이 형광 기반 분석 기술을 사용하여 검출 및 분석될 수 있다. 이들 기술의 서브세트는 분석물 자체로부터의 직접적인 형광 방출을 수반할 수 있다. 기술들의 보다 포괄적인 세트는 분석물 분자들에 결합하고 이렇게 결합함에 있어서 형광 특징을 변경시키는 구성요소들을 갖는 형광 탐침과 관련된다. 예를 들어, 푀르스터 공명 에너지 전달(FRET)에서, 탐침은 상호작용하는 단백질들에 화학적으로 부착될 수 있는 두 가지의 형광단들의 조합으로 구성된다. 형광단들의 서로로부터의 거리는 형광단들로부터 발생되는 형광 신호의 효율에 영향을 미칠 수 있다. 형광단들 중 하나는 여기 방사 신호를 흡수할 수 있으며 여기 상태를 다른 형광단 내의 전자 상태로 공명 전달할 수 있다. 부착된 상호작용 단백질들에 분석물들이 결합하는 것은 기하학적 형상을 방해할 수 있고 형광단들의 쌍(pair)으로부터의 형광 방출에서의 변화를 일으킬 수 있다. 결합 부위들은 상호작용 단백질들 내로 유전자적으로 프로그래밍될 수 있으며, 예를 들어 포도당에 민감한 결합 부위가 프로그래밍될 수 있다. 일부 경우들에서, 결과적인 부위는 원하는 샘플의 간질 유체들 내의 다른 구성요소들에 덜 민감하거나 둔감할 수 있다.

FRET 탐침에 분석물이 결합하는 것은 포도당 농도에 민감한 형광 신호를 초래할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, FRET 기반 탐침은 10 uM와 같이 적은 포도당 농도에 민감할 수 있으며 최대 수백 마이크로몰 농도에 민감할 수 있다. 다양한 FRET 탐침들이 유전자적으로 설계 및 형성될 수 있다. 생성된 탐침들은 대상의 간질 유체들의 분석을 보조할 수 있는 구조들로 구성될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 탐침들은 간질 유체들 및 이들의 성분들 내로 침투 가능한 재료의 매트릭스 내에 위치될 수 있는데, 예를 들어 FRET 탐침들은 하이드로겔 구조들 내로 조립될 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 이들 하이드로겔 탐침은 눈 상에 착용된 때 눈물 유체 내에 침지되는 하이드로겔 봉지 내에 있을 수 있도록 하는 방식으로 안과용 콘택트 렌즈의 하이드로겔 기반 가공 내로 포함될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 탐침은 공막 바로 위의 눈 조직 내에 삽입될 수 있다. 형광 발광 분석물 민감성 탐침을 포함하는 하이드로겔 매트릭스는 분석물을 포함하는 신체 유체와 접촉하게 되는 다양한 위치들에 배치될 수 있다.

제공된 예들에서, 형광 탐침은 공막 근처의 눈 영역의 간질 유체와 접촉해 있을 수 있다. 탐침이 침습적으로 매립되는 이러한 경우들에서, 감지 장치는 눈의 외부 위치로부터, 예를 들어 눈과 근접하여 유지되는 안과용 렌즈 또는 핸드헬드 장치로부터 형광 탐침 상에 입사되는 방사선 신호를 제공할 수 있다.

다른 예시적인 실시예들에서, 탐침은 안과용 렌즈 내에 또한 매립되어 있는 형광 감지 장치에 근접하여 안과용 렌즈 내에 매립될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 하이드로겔 스커트가 형광 검출기를 갖는 안과용 삽입체뿐만 아니라 FRET 기반 분석물 탐침 둘 모두를 봉지할 수 있다.

안과용 삽입체 장치, 및 형광 검출기를 갖는 안과용 장치

도 3을 참조하면, 예시적인 형광 기반 분석 시스템을 형성할 수 있는 구성요소들을 포함하는 안과용 삽입체가 도시되어 있다. 도시된 안과용 삽입체는 도면 부호 335의 내부 경계 및 도면 부호 320의 외부 경계를 갖는 예시적인 환형 형태로 도시되어 있다. 동력공급 요소(330)들, 제어 회로(310), 및 상호접속 특징부(360)들에 더하여, 형광 분석 시스템(350)이 있을 수 있는데, 이는 소정의 예시적인 실시예들에서 플랩(flap)(340) 상에 위치될 수 있다. 플랩(340)은 삽입체(300)에 연결되거나 삽입체의 일체형 모놀리식 연장부(monolithic extension)일 수 있다. 플랩(340)은 형광 검출기를 포함하는 안과용 장치가 착용될 때 형광 분석 시스템(350)을 적절하게 위치시킬 수 있다. 플랩(340)은 분석 시스템(350)이 광학 구역으로부터 멀리 있는 사용자 눈의 부분들과 중첩되게 할 수 있다. 형광 기반 분석 시스템(350)은 유체 샘플 내의 분석물의 존재 또는 분석물의 농도 면에서 분석물을 측정 가능할 수 있다. 비제한적인 예로서, 형광단은 플루오레세인, 테트라메틸로드아민, 또는 로드아민 및 플루오레세인의 다른 유도체들을 포함할 수 있다. FRET 또는 다른 형광 기반 분석을 위한 형광단 조합들을 포함하는 임의의 형광 방출 분석물 탐침이 본 발명의 기술에 따를 수 있음이 당업자에게 자명할 수 있다.

형광 분석을 위해, 탐침은 여기 광원에 의해 조사될 수 있다. 이 광원은 분석 시스템(350)의 본체 내에 위치될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 광원은 발광 다이오드와 같은 고체(solid-state) 장치 또는 장치들을 포함할 수 있다. 대안의 예시적인 실시예에서, InGaN 기반의 청색 레이저 다이오드는 예를 들어 442 nm 파장에 대응하는 주파수로 조사할 수 있다. 개별 또는 어레이 광원으로서의 나노범위의 광원들이 나비 넥타이 또는 십자 모양과 같은 형상화된 방출 특징부들을 갖는 금속 공동들로부터 형성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 발광 다이오드가 예를 들어 440 nm에 근사하는 대응하는 파장들의 소정 범위의 주파수들을 방출할 수 있다. 또한, 방출 광원들은 일부 실시예들에서 대역통과 필터링 장치로 보완될 수 있다.

삽입체 장치를 떠날 때 고체 장치로부터의 광원을 확산시키기 위해 다른 광학 요소들이 사용될 수 있다. 이들 요소들은 안과용 삽입체 본체 자체 내에 성형될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 광섬유 필라멘트들과 같은 요소들이 확산 방출기(emitter)로서 기능하도록 삽입체 장치에 부착될 수 있다. 도 3에 보여진 유형의 안과용 삽입체 장치(300)로부터 형광 탐침에 조사를 제공하기 위한 많은 수단이 있을 수 있다.

형광 신호는 또한 형광 기반 분석 시스템(350) 내에서 검출될 수 있다. 고체 검출기 요소는 예로서 약 525 nm의 대역 내의 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 고체 요소는 기술된 광원 내에 존재하지 않는 대역의 주파수들만을 통과시키는 방식으로 코팅될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 광원은 듀티 사이클을 가질 수 있으며, 검출기 요소의 신호는 광원이 오프 상태인 경우의 기간 동안에만 기록될 수 있다. 듀티 사이클이 사용되는 경우, 광대역 검출 능력을 갖는 검출기가 유리할 수 있다.

아이템(360)으로 개략적으로 나타내어진 상호접속부들의 전자 제어 버스가 광원 또는 광원들에 신호를 제공하고 검출기로부터의 신호를 반환할 수 있다. 급전형 전자 구성요소, 즉 아이템(310)은 신호들 및 동력 양상들을 제공할 수 있다. 도 3의 예시적인 실시예는 전자 회로(310)에 대한 배터리 전원(330)을 도시한다. 다른 예시적인 실시예들에서, 동력공급은 또한 무선주파수 전송 또는 광전 전송과 같은 무선 방식을 통한 에너지 커플링에 의해 전자 회로에 제공될 수 있다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 형광 검출기를 포함하는, 돌출 탭(411)을 갖는 콘택트 렌즈 형태의 안과용 렌즈가 도시되어 있다. 도 4b에서, 아이템(410)은 안과용 렌즈의 평면도를 나타낸다. 이는 안과용 렌즈 스커트(470)를 포함한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 스커트(470)는 콘택트 렌즈의 형성에 따라 다양한 하이드로겔 화합물로 형성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 소정의 하이드로겔 화합물들은 논의되었던 다양한 형광 탐침과 관련된 특성들에 바람직할 수 있다.

단면이 파선(430)으로 나타나 있다. 도 4a에서, 파선(430)을 따른 단면도를 볼 수 있다. 도 3에 도시된 삽입체 장치(300)는 안과용 렌즈 내에 위치될 수 있으며 도면 부호 430으로 도시된 바와 같은 환형 단면도(432)를 가질 수 있다. 렌즈에는 아이템(431)으로 환형 피스들 상에 보여질 수 있는 인쇄된 홍채 패턴(440)이 도시되어 있다. 도 3을 참조하여 설명되는 바와 같은 삽입체 구성요소들이 인쇄된 패턴 아래에 있을 수 있다. 형광 검출 요소가 도면 부호 433에 위치될 수 있다. 안과용 렌즈(410)는 또한 형광 검출기를 갖는 렌즈의 기능에 중요한 다른 특징부들을 가질 수 있다. 도면 부호 450 및 460에서, 형성된 안과용 장치의 본체 내에 안정화 특징부들이 포함될 수 있다. 이들 특징부는 사용자에 의해 착용된 때 렌즈(400)가 바람직한 형태로 배향되게 할 수 있다. 형광 기반 분석물 탐침이 사용자의 눈에 매립되는 예시적인 실시예들에서, 안정화 특징부(450, 460)들은 매립된 분석물 탐침과 형광 분석 요소(480) 사이의 양호한 중첩을 돕는 데에 유용할 수 있다. 분석물 탐침이 렌즈의 하이드로겔 본체(470) 내에 포함되는 다른 예시적인 실시예들에서, 안정화 특징부(450, 460)들은 눈물 유체가 있는 눈의 바람직한 영역으로 분석 요소 및 탐침을 배향시키는 데에 있어서 유용할 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 조직 하부의(sub-tissue) 매립된 분석물 탐침(520)과 함께, 사용자의 눈(510)에서 형광 검출기들을 포함하는 안과용 장치를 사용하는 것이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 안과용 장치(530)가 사용자 눈 위에 배치되고 안과용 장치 상의 특징부들에 의해 안내될 수 있는 배향을 취할 때, 형광 기반 분석 요소(540)를 분석물 탐침(520)과 중첩되게 위치시킬 수 있다. 2개의 특징부들의 정렬에 대해 다소간의 융통성을 허용하도록 분석 요소(540)의 크기를 탐침(520)의 크기보다 크도록 하는 비율로 만드는 것이 유용할 수 있다.

도 6을 참조하면, 형광 검출기들을 포함하는 안과용 장치로부터 외부의 데이터 수신 장치로의 정보 전송이 도시되어 있다. 안과용 장치(610)는 매립된 분석 요소가 주변과 평형상태를 이루게 하고 분석물에 대한 분석의 수행을 시작하게 하기에 충분히 긴 기간 동안 사용자의 눈 상에 착용될 수 있다. 데이터가 수집될 때 또는 다른 예시적인 실시예들에서 데이터가 수집된 후에, 데이터 전송 프로토콜이 개시될 수 있다. 화살표(630)로 표시된 무선 신호가 안과용 렌즈(610)로부터 방출되어 외부의 수신 장치(650)와 통신할 수 있다. 수신 요소(640)는 무선주파수 전송용 안테나, 또는 광 기반 신호, 소리 기반 신호 또는 다른 무선 형태의 통신을 수신 장치(650)에서 수신 정보로 변환시키기 위한 다른 트랜스듀서를 포함할 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 형광 검출기들을 포함하는 안과용 렌즈의 급전형 작동은 안과용 삽입체 장치 내에 포함된 모놀리식 구성요소들과 함께 잘 기능할 수 있다. 도 7에 도시된 것과 같은 다른 예시적인 실시예들에서, 적층형 집적 구성요소가 전력 관리(715), 통신(745), 제어 기능(750), 및 광의 전달과 형광 신호의 수신(710)을 포함한 다양한 기능들을 수행하는 데 유용할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 이러한 유형의 예시적인 실시예들에서, 매체 삽입체는 상이한 유형들의 많은 층들을 포함할 수 있는데, 이 층들은 이들이 차지할 눈 환경과 일치하는 형태로 봉지된다. 일부 예시적인 실시예들에서, 적층형 집적 구성요소 층들을 갖는 이들 삽입체는 삽입체의 전체적인 환형 형상을 취할 수 있다. 대안적으로, 일부 예시적인 실시예들에서, 매체 삽입체는 환형일 수 있는 반면, 적층형 집적 구성요소는 전체적인 형상 내에서 체적의 일부분만을 차질 수 있다.

계속 도 7의 예에 의하면, 적층형 집적 구성요소 매체 삽입체는 많은 기능적 양상들을 취할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 동력공급을 제공하기 위해 사용되는 박막 배터리가 있을 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 이들 박막 배터리는 서로 상하로 적층되는 하나 이상의 층들을 포함할 수 있으며, 이 경우에 층(730)들은 다수의 구성요소들이 층들 내에 있는 배터리 층들을 나타낼 수 있다.

거의 모든 층들에서 볼 수 있는 바와 같이, 서로 상하로 적층되는 2개의 층들 사이에 만들어진 상호접속부들이 있을 수 있다. 최신 기술로는, 이들 상호접속부를 만들기 위한 많은 방식들이 있을 수 있지만, 보여지는 바와 같이, 상호접속부는 층들 사이에서 땜납 볼(solder ball) 상호접속부들을 통해 만들어질 수 있다. 일부 경우들에서, 이러한 접속부들만이 요구될 수 있지만, 다른 경우에서, 땜납 볼이 예를 들어 층 관통 비아(via)들을 갖는 구성요소와 같은 다른 상호접속 요소들과 접속할 수 있다.

적층형 집적 구성요소 매체 삽입체의 다른 층들에서, 상호접속 층들 내의 다양한 구성요소들의 상호접속에 전용인 층이, 예를 들어 층(725)으로서 발견될 수 있다. 이러한 층은 신호들을 다양한 구성요소들로부터 다른 구성요소들로 통과시키는 비아들 및 라우팅 선들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 층(725)은 전원(740) 및 배터리 충전기(765)를 포함하는 전력 관리 유닛(720)에 다양한 배터리 요소들의 접속들을 제공할 수 있는데, 전력 관리 유닛은 층(715)의 기술 층(technology layer) 구성요소들 내에 존재할 수 있다. 또한, 상호접속 층(725)은 기술 층 내의 구성요소들과 기술 층 외부의 구성요소들 사이의 접속부들을 형성할 수 있는데, 예를 들어 아이템(755)으로서 도시된 것이 집적 수동 장치 구성요소(760) 내에서 존재할 수 있는 바와 같다. 전용 상호접속 층들의 존재에 지원될 수 있는, 전기 신호들의 라우팅을 위한 다양한 방식들이 있을 수 있다.

주어진 응용에서 기술 층들로서 식별되는 많은 층들이 있을 수 있지만, 본 예시적인 실시예에서는 단일 층(715)이 있다. 이들 특징부들은 매체 삽입체에 포함될 수 있는 기술 선택사양들의 다양성을 나타낸다. 일부 예시적인 실시예들에서, 층은 CMOS, BiCMOS, 바이폴라 또는 메모리 기반 기술들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 층은 동일한 전체 패밀리 내에 상이한 기술 패밀리들을 포함할 수 있는데, 예를 들어 층(715)은 0.5 마이크로미터 CMOS 기술을 사용하여 제조된 전자 요소들을 포함할 수 있고 또한 20 나노미터 CMOS 기술을 사용하여 제조된 요소들을 포함할 수 있는 바와 같다. 다양한 전자 기술 유형들의 많은 다른 조합들이 본 명세서에서 설명된 기술 내에서 모순이 없을 것임이 명백할 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 매체 삽입체는 매체 삽입체 외부의 구성요소들에 대한 전기적인 상호접속들을 위한 위치들을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예시적인 실시예들에서, 매체 삽입체는 또한 무선 방식으로의 외부 구성요소들에 대한 상호접속을 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 안테나의 사용은 무선 통신의 예시적인 방식을 제공할 수 있다. 일부 그러한 예시적인 실시예들에서, 아이템(735)으로 도시된 바와 같은 층이 존재할 수 있는데, 여기서 그러한 예시적인 안테나가 상기 층 내에서 지지될 수 있다. 많은 경우들에서, 그러한 안테나 층은 매체 삽입체 내의 적층형 집적 구성요소 장치의 상단 또는 바닥에 위치될 수 있다.

본 명세서에서 논의된 예시적인 실시예들 중 일부에서, 배터리 요소들은 적층된 층들 자체의 적어도 하나의 층 내에 요소들로서 포함될 수 있다. 또한, 배터리 요소들이 적층형 집적 구성요소 층들의 외부에 위치되는 다른 예시적인 실시예들이 가능하다는 것에 주목할 수 있다. 예시적인 실시예들에서의 또 다른 다양성이, 별도의 배터리 또는 다른 동력공급 구성요소가 또한 매체 삽입체 내에 존재하거나 대안적으로 이들 별도의 동력공급 구성요소들이 또한 매체 삽입체의 외부에 위치될 수 있다는 사실로부터 유래한다.

아이템(710)에서, 형광 검출 요소가 적층형 집적 구성요소에 부착될 수 있다. 형광 검출 구성요소는 일부 예시적인 실시예들에서 층의 일부분으로서 부착될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 전체 형광 검출 요소는 또한 다른 적층형 구성요소들과 유사하게 형상화된 구성요소를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 논의되었던 형광 기반 분석 요소들의 유형들의 여러가지의 다양성은 적층형 집적 구성요소 장치와 모순이 없으며, 여기서 광원 및 광 센서와 같은 다른 특징부들은 층의 일부분이거나 대안적으로 적층형 집적 구성요소에 부착된다.

집적 형광 기반 분석 구성요소를 갖는 안과용 장치를 위한 제어 시스템

이제 도 8을 참조하면, 본 발명의 일부 예시적인 실시예들에 따라 사용될 수 있는 제어기가 도시되어 있다. 제어기는 통신 장치(820)에 결합되는 하나 이상의 프로세서 구성요소들을 포함할 수 있는 하나 이상의 프로세서(810)들을 포함한다.

프로세서(810)는 통신 채널을 통해 에너지를 전달하도록 구성된 통신 장치에 결합될 수 있다. 통신 장치는 안과용 장치 내의 안과용 삽입체 내부의 구성요소들과 전자적으로 통신하는 데에 사용될 수 있다. 통신 장치(820)는 또한, 예를 들어, 형광 기반 분석 요소들을 포함하는 안과용 장치들의 제조 동안에 하나 이상의 제어기 장치 또는 제조 장비 구성요소들과 통신하는 데 사용될 수 있다.

프로세서(810)는 또한 저장 장치(830)와 통신할 수 있다. 저장 장치(830)는 자기 저장 장치(예컨대, 자기 테이프 및 하드 디스크 드라이브), 광학 저장 장치, 및/또는 반도체 메모리 장치, 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(RAM) 장치 및 판독 전용 메모리(ROM) 장치의 조합들을 포함한 임의의 적절한 정보 저장 장치를 포함할 수 있다.

저장 장치(830)는 프로세서(810)를 제어하기 위한 프로그램(840)을 저장할 수 있다. 프로세서(810)는 소프트웨어 프로그램(840)의 명령어들을 수행하고, 이에 의해 본 발명에 따라 동작한다. 예를 들어, 프로세서(810)는 매체 삽입체 배치, 부품 배치 등을 설명하는 정보를 수신할 수 있다. 저장 장치(830)는 또한 하나 이상의 데이터베이스(850, 870)에 눈 관련 데이터를 저장할 수 있다. 데이터베이스는 형광-기반 분석 시스템의 기능을 제어하기 위한 맞춤형 특정 제어 시퀀스들을 포함할 수 있다. 데이터베이스는 또한 안과용 장치 내에 존재할 수 있는 형광-기반 분석 구성요소들의 제어를 위한 파라미터들 및 제어 알고리즘뿐만 아니라 그들의 동작에 기인하는 데이터를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 그 데이터는 궁극적으로는 안과용 장치의 외부에 위치된 수신 장치에 전달될 수 있다.

본 명세서에 기술된 구성요소들 모두가 안과용 장치들 또는 응용들에서 사용되도록 크기설정되고 구성될 수 있음에 주목하는 것이 중요하다. 게다가, 구성요소들은 바람직하게는 생체적합성이거나 생체적합성 재료 내에서 봉지된다.

가장 실용적이고 바람직한 실시예로 여겨지는 것이 도시되고 설명되었지만, 설명되고 도시된 특정 설계 및 방법으로부터 벗어나는 것이 그 자체를 당업자에게 제안할 것이며 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남 없이 사용될 수 있다는 것이 명백하다. 본 발명은 기술되고 예시된 특정 구성으로 제한되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위의 범주 내에 포함될 수 있는 모든 변형과 결합하도록 구성될 것이다.

Claims

안과용 렌즈 매체 삽입체 장치(ophthalmic lens media insert device)로서,
전방 환형 삽입체 피스(front annular insert piece) 및 후방 환형 삽입체 피스로서, 상기 전방 환형 삽입체 피스가 상기 후방 환형 삽입체 피스에 대해 밀봉되어 밀봉형 구성요소 공동(sealed component cavity)을 내부에 포함하는 환형 매체 삽입체를 형성하는, 상기 전방 환형 삽입체 피스 및 상기 후방 환형 삽입체 피스;
상기 밀봉형 구성요소 공동 내의 에너지원;
상기 밀봉형 구성요소 공동 내에 적어도 부분적으로 위치되는 적어도 제1 상호접속부;
상기 밀봉형 구성요소 공동 내의 전자 회로; 및
형광 분석 구성요소 및 상기 형광 분석 구성요소를 상기 전자 회로에 연결하는 적어도 하나의 전기 상호접속부를 지지하도록 구성되는, 상기 환형 삽입체 피스로부터 돌출된 탭(tab)을 포함하는, 안과용 렌즈 매체 삽입체 장치.
제1항에 있어서, 상기 탭은 상기 전방 환형 삽입체 피스의 형성된 부분이며,
상기 형광 분석 구성요소는 상기 후방 환형 삽입체 피스의 상기 탭 부분 상에서 지지되는, 안과용 렌즈 매체 삽입체 장치.
제1항에 있어서, 상기 탭은 상기 후방 환형 삽입체 피스의 형성된 부분이며,
상기 형광 분석 구성요소는 상기 후방 환형 삽입체 피스의 상기 탭 부분 상에서 지지되는, 안과용 렌즈 매체 삽입체 장치.
제1항에 있어서, 상기 탭은 상기 전방 환형 삽입체 피스 및 상기 후방 환형 삽입체 피스 둘 모두의 형성된 부분이며,
상기 형광 분석 구성요소는 상기 전방 환형 삽입체 피스 및 상기 후방 환형 삽입체 피스의 탭 구역에 의해 형성된 상기 탭의 공동 내에서 지지되는, 안과용 렌즈 매체 삽입체 장치.
안과용 콘택트 렌즈 장치로서,
전방 환형 삽입체 피스 및 후방 환형 삽입체 피스로서, 상기 전방 환형 삽입체 피스가 상기 후방 환형 삽입체 피스에 대해 밀봉되어 밀봉형 구성요소 공동을 내부에 포함하는 환형 매체 삽입체를 형성하는, 상기 전방 환형 삽입체 피스 및 상기 후방 환형 삽입체 피스;
상기 밀봉형 구성요소 공동 내의 에너지원;
상기 밀봉형 구성요소 공동 내에 적어도 부분적으로 위치되는 적어도 제1 상호접속부;
상기 밀봉형 구성요소 공동 내의 전자 회로;
형광 분석 구성요소 및 상기 형광 분석 구성요소를 상기 전자 회로에 연결하는 적어도 하나의 전기 상호접속부를 지지하도록 구성되는, 상기 환형 삽입체 피스로부터 돌출된 탭; 및
상기 매체 삽입체를 수용하는 하이드로겔 스커트(hydrogel skirt)를 포함하는, 안과용 콘택트 렌즈 장치.
제5항에 있어서, 상기 안과용 콘택트 렌즈 장치가 사용자에 의해 착용된 때, 상기 형광 분석 구성요소를 공간 내에 정위시키는(locating) 것을 돕는 안정화 특징부(stabilization feature)를 추가로 포함하는 안과용 콘택트 렌즈 장치.
제5항에 있어서, 상기 전자 회로는 적층형 집적 구성요소 장치를 포함하는, 안과용 콘택트 렌즈 장치.
안과용 장치를 위한 눈 유체 분석 시스템으로서,
상기 안과용 장치의 일부를 형성하는 에너지원을 포함하는 동력공급식 안과용 장치로서, 사용자의 눈의 눈 유체와 접촉하여 배치되면서 착용되기에 적합한, 상기 동력공급식 안과용 장치;
상기 에너지원과 전기 연통하는 형광 분석 시스템으로서, 눈 환경 내에서 형광 신호를 측정하도록 구성된, 상기 형광 분석 시스템;
눈 조직 내에 매립되는 형광 분석 탐침(probe)으로서, 상기 형광 분석 탐침의 위치에서의 유체 내의 적어도 제1 화합물과 상호작용하고, 상호작용하는 상기 제1 화합물의 농도 및 상기 형광 분석 시스템으로부터 수신한 여기(excitation) 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 특징 신호를 방출하는, 상기 형광 분석 탐침; 및
상기 형광 분석 시스템에 의해 관측된 상기 형광 신호에 관련한 값들을 저장하는 것을 포함하는 프로그램을 실행할 수 있는, 상기 안과용 장치의 일부를 형성하는 프로세서로서, 상기 프로그램은 전송 명령이 외부 장치로부터 수신될 때 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 출력 신호는 저장된 값들 중 일부를 출력 신호로 인코딩하는, 상기 프로세서를 포함하는, 눈 유체 분석 시스템.
안과용 장치를 위한 눈 유체 분석 시스템으로서,
안과용 장치의 일부를 형성하는 에너지원을 포함하는 동력공급식 안과용 장치로서, 사용자의 눈의 눈 유체와 접촉하여 배치되면서 착용되기에 적합한, 상기 동력공급식 안과용 장치;
상기 에너지원과 전기 연통하는 형광 분석 시스템으로서, 눈 환경 내에서 형광 신호를 측정하도록 구성된, 상기 형광 분석 시스템;
눈 조직 내에 매립되는 형광 분석 탐침으로서, 상기 형광 분석 탐침의 위치에서의 유체 내의 적어도 제1 화합물과 상호작용하고, 상호작용하는 상기 제1 화합물의 농도 및 상기 형광 분석 시스템으로부터 수신한 여기 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 특징 신호를 방출하는, 상기 형광 분석 탐침; 및
형광 신호 특징들에 의해 지시된 하나 이상의 눈 유체 특성들을 위한 사전프로그래밍된 임계 값에 대하여 검출된 형광 신호를 평가하는 것을 포함하는 프로그램을 실행할 수 있는, 상기 안과용 장치의 일부를 형성하는 프로세서로서, 상기 프로그램은 측정치들이 대응하는 상기 사전프로그래밍된 임계 값들의 밖에 있는 때에 신호를 출력하도록 구성된, 상기 프로세서를 포함하는, 눈 유체 분석 시스템.
안과용 유체를 모니터링하는 방법으로서,
형광 분석 시스템을 포함하는 안과용 콘택트 렌즈를 사용자에게 제공하는 단계; 및
상기 안과용 콘택트 렌즈로부터 발생되는 전송에 관련된 데이터 값을 수신하는 단계를 포함하는, 안과용 유체를 모니터링하는 방법.